hdtv soc集成芯片的总线设计与验证

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1、一种基于AMBA的HDTVSoC总线设计方案闻彬，沈泊（复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室，上海200433）摘要：提出了一种适合于HDTVSOC的AMBA总线设计方案，并对整个架构进行了详细的验证；实践证明，AMBA总线非常适用于HDTVSOC系统；与用硬件描述语言构建的测试平台相比，软硬件协同的验证方法不但有更高的仿真覆盖率，而且更加高效省时。关键词：HDTVSOC；AMBA总线；软硬件协同验证中图分类号：TN492;TN949.17文献标识码：ABusDesignandVerificationforHDTVSoCWENBin,SHENBo(Sta

2、teKeyLaboratoryofASIC&System,FudanUniversity,Shanghai200433,China)Abstract:AnAMBAbasedbusarchitecturesuitableforHDTVSOCandanefficientverificationmethodologyarepresented.ItisproventhatAMBAbusiswellsuitableforHDTVSOC.ComparedwithwritingtestbenchusingHDLlanguage,theHW/SWco-verificatio

3、nmethodologyhashighercoverageandsimulatesmoreefficiently.Keywords:HDTVSOC；AMBA；HW/SWco-verification1引言高清晰度数字电视（HDTV）是数字技术在电视领域里的应用，其主要优点在于能实现无失真的传输，并能充分利用有限的频谱资源，为用户提供高质量的影音服务。HDTV已经成为电视技术的发展趋势，HDTVSOC集成芯片设计作为其核心技术，成为当今研究的热点。HDTVSOC集成芯片的性能不但取决于系统中的各个模块，而且越来越依赖于总线架构的设计。总线为系统中的各个模块提供

4、有效的通信，通信的效率会在很大程度上影响整个系统的性能。此外，系统的大部分功耗也集中在总线上。可见，选择恰当的总线架构，是非常重要的。HDTVSOC集成芯片对总线的具体要求是：（1）为了减少芯片面积，总线的结构要尽量简单。（2）为了提高总线的速度，时序要尽量简单。（3）支持burst传输模式，进一步提高总线速度。目前常用的片上总线有3种：Coreconnect，Wishbone和AMBA[1]总线。这3种总线都支持burst操作，其中Coreconnect总线由高速总线和低速总线组成，其结构和时序都比较复杂，适用于工作站等复杂系统的设计；Wishbone总线

5、结构简单而且非常灵活，很多总线参数都由用户自定义，支持多种通信模式，几乎适用于所有系统的设计，没有针对性。但因为没有高速总线和低速总线之分，导致总线效率大大下降。使用多个Wishbone总线时，又没有规范的桥接模块的定义；AMBA总线不但结构和时序都很简单，而且非常规范，高速总线AHB（theAdvancedHigh-performanceBus）和低速总线APB（theAdvancedPeripheralBus）以及二者之间的桥接模块，都有严格的定义，非常适用于HDTV这种中等复杂度的系统的设计。本文给出了HDTVSOC系统的AMBA架构解决方案，分析了各

6、个部分的带宽占用情况，并且在文章的后半部分重点介绍了AMBA总线的验证方法。2HDTVSOC概述基于AMBA总线的HDTVSOC系统[4]如图1所示。整个系统采用双CPU结构：其中系统CPU（SYSTEMCPU）运行操作系统（OS）和中间件（MiddleWare）,并负责对整个系统进行主控和调度。另一个CPU,即音频CPU（AUDIOCPU），负责音频的解码。解复用器TSD（TransportStreamDemux）的主要任务是将TS流(TransportStream)中的音频流和视频流分开。其中的音频流通过总线送往外部32bitSDRAM，视频流直接送往视

7、频解码器VD（VideoDecoder）进行解码。音频流由AUDIOCPU解码后，通过PCMOUT和AUDIODACTRL传至音箱输出。视频流由VD解码后，暂存在专用的64bitSDRAM里，而后通过视频格式变换器VTP（VideoTranslationProcessor）处理后，由VIDEODACTRL传至电视屏幕输出。屏幕显示模块OSD(OnScreenDisplay)用来显示一些屏幕操作菜单或者小型游戏画面，可以和VTP的输出信号混合后一起输出到电视屏幕上。VTP可以同时输出高清（HDTV）和标清（SDTV）两组视频信号，所以此芯片架构可以适应于高清和

8、标清两种数字电视系统中，具有很高的灵活性。另外，由D